USB系列数据采集卡用户手册

Smacq(思迈科华)USB系列数据采集卡用户手册

USB系列多功能数据采集卡 USB Series Multifunction DAQ

用户手册

User Manual

北京思迈科华技术有限公司 Smacq Technologies Co., Ltd.

2014-08-08

Smacq(思迈科华)USB系列数据采集卡用户手册

目录

第1章

快速入门 ....................................................................................................................... 3 装箱清单 ....................................................................................................................... 3 工作环境与保养 ........................................................................................................... 3 USB数据采集卡介绍 ................................................................................................... 4 Smacq USB系列数据采集卡 ........................................................................................ 4 采集卡安装与调试 ....................................................................................................... 5 安装驱动 ....................................................................................................................... 6 基本测试 ..................................................................................................................... 10 模拟输入 ..................................................................................................................... 11 硬件原理结构图 ......................................................................................................... 11 接线端口 ..................................................................................................................... 12 LabVIEW Driver使用说明 .......................................................................................... 12 OpenDevice.vi .......................................................................................................... 13 CloseDevice.vi .......................................................................................................... 13 SetSampleRate.vi ..................................................................................................... 13 SetAiRange.vi ........................................................................................................... 13 SetTrigSource.vi ....................................................................................................... 14 SetSoftTrig.vi ............................................................................................................ 14 StartRead.vi ............................................................................................................. 14 StopRead.vi .............................................................................................................. 14 GetSingleAiChan.vi .................................................................................................. 15 GetMultiAiChans.vi .................................................................................................. 15 ClearBufs.vi .............................................................................................................. 15 库函数使用说明 ......................................................................................................... 16 OpenDevice() ........................................................................................................... 16 CloseDevice() ........................................................................................................... 16 SetSampleRate() ...................................................................................................... 16 SetAiRange() ............................................................................................................ 16 SetTrigSource() ........................................................................................................ 17 SetSoftTrig() ............................................................................................................. 17 StartRead() .............................................................................................................. 17 StopRead() ............................................................................................................... 17 GetAiChan() ............................................................................................................. 18 GetAiChans .............................................................................................................. 18 ClearBufs() ............................................................................................................... 18 技术参数 ..................................................................................................................... 19 数字IO ........................................................................................................................ 20 硬件原理结构图 ......................................................................................................... 20 接线端口 ..................................................................................................................... 20 LabVIEW Driver使用说明 .......................................................................................... 21

第2章

第3章

第4章

第5章

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SetDioOut.vi ............................................................................................................. 21 TransDioIn.vi ............................................................................................................ 22 GetDioIn.vi ............................................................................................................... 22 库函数使用说明 ......................................................................................................... 22 SetDioOut() .............................................................................................................. 22 TransDioIn() ............................................................................................................. 23 GetDioIn() ................................................................................................................ 23 技术参数 ..................................................................................................................... 23

第6章 第7章

型号及参数 ................................................................................................................. 23 技术支持与售后服务 ................................................................................................. 25

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第1章 快速入门

本文档为USB系列数据采集卡用户手册，包含对USB-4000系列、USB-2000系列和USB-1000系列数据采集卡的相关信息介绍。

装箱清单

当您打开一套新的USB系列数据采集卡时，包装箱内应包含以下列表中的物品： USB系列数据采集卡 5VDC电源适配器

1台 1个 1条

8个或4个（根据具体型号不同） 2个 1张 1份

USB-A TO USB-B线缆 3p接线端子 10p接线端子 数据光盘 保修说明

工作环境与保养

温度： 0℃至+50℃

湿度： 0℃至+30℃时，≤95%相对湿度

+30℃至+40℃时，≤75%相对湿度 +40℃至+50℃时，≤45%相对湿度

保养： 对采集卡进行清洁时，首先应断开电源及所有信号连接，然后用干燥的软布进

行擦拭清洁。

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第2章 USB数据采集卡介绍

一个典型的数据采集系统，通常包含传感器，信号调理设备、数据采集设备和计算机以及运行在计算机上的数据处理软件。图2.1展示了一个使用USB系列数据采集卡构成的基本数据采集系统。

USB接口的数据采集卡与PCI、PXI等接口的数据采集卡相比，其特点在于优秀的便携性，可以配合笔记本电脑机动灵活的在任意需要的场合使用。

传感器、信号调理

测试线缆

USB数据采集卡

计算机 数据处理

图2.1 使用USB系列数据采集卡的基本数据采集系统

Smacq USB系列数据采集卡

Smacq USB系列数据采集卡分为USB-4000、USB-2000和USB-1000三个子系列。 USB-4000系列为通道同步采样，即每一个模拟输入通道都有一个独立的AD转换单元，在采集信号时，可以保证每个通道采集得到的数据在绝对时间上是同步的。USB-4000系列的超低底噪和高精度，适用于所有的数据采集应用，对于需要分析通道间信号的相位和延迟等信息的应用场合，更能发挥其同步采样的优势。

USB-2000系列为普通型，即所有通道的模拟信号都先通过了一个多路复用器，再进入到AD转换单元，是轮巡采集。USB-2000系列和USB-4000系列同样拥有极低的底噪和最大化的有效位数。

USB-1000系列具备12-bit的模拟采集分辨率，是经济型的USB数据采集卡，可以让您以极低的成本启动您的数据采集任务。

Smacq USB系列数据采集卡的功能结构如图2.2所示。根据型号不同，功能模块会略有

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不同，详细内容请参考第6章。

图2.2 Smacq USB系列数据采集卡功能结构图

第3章 采集卡安装与调试

USB系列数据采集卡的前后面板如图3.1所示，前面板是连接模拟输入通道、模拟输出通道和计数器通道的连接器插座，后面板是数字IO连接器、USB接口和电源插座。

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模拟输入通道 模拟输出通道 计数器通道

电源接口 5VDC

USB接口

光电隔离的数字IO接口

图3.1 USB系列数据采集卡前后面板图

安装驱动

当接通直流电源，并将USB接口与计算机连接，即可开始采集卡的测试与调试。如果该计算机与采集卡是第一次连接，系统会发现新硬件并提示您安装驱动程序，此时，您可以在系统的设备管理器中看到未安装驱动的设备信息，如图3.2所示。

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图3.2 未安装驱动的设备信息

安装驱动的步骤：

1、 选中“Smacq USB Series DAQ”，单击鼠标右键，选择“更新驱动程序软件”。

2、 进入到如图3.3所示的“如何搜索驱动程序软件”的界面，选择第二项“浏览计算机以查找

驱动程序软件”。

3、 进入到如图3.4所示的“浏览计算机上的驱动程序文件”，选择第二项“从计算机的设备驱

动程序列表中选择”。

4、 进入到如图3.5所示的“从以下列表选择设备的类型”，单击“下一步”按钮。

5、 进入到如图3.6所示的“选择要为此硬件安装的设备驱动程序”，单击“从磁盘安装”按钮，

在弹出的文件选择对话框中点“浏览”，根据您的操作系统，选择光盘中driver文件夹中的“USB Series DAQ.inf”文件，单击“打开”按钮，然后单击“确定按钮”。

6、 “选择要为此硬件安装的设备驱动程序”窗口中会出现“Smacq USB Series DAQ”的硬件信

息，如图3.7所示，选中之后点击“下一步”按钮，在弹出的Windows安全对话框中，选择“始终安装此驱动程序软件”之后就完成了驱动安装。（此步骤根据操作系统不同，会略有不同，本手册中以Windows7操作系统为例。）

7、 正确安装驱动程序之后，在设备管理器中会正确显示出采集卡的设备信息，如图3.8所

示。

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图3.3 如何搜索驱动程序软件

图3.4 浏览计算机上的驱动程序文件

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图3.5从以下列表选择设备的类型

图3.6选择要为此硬件安装的设备驱动程序

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图3.7选择要为此硬件安装的设备驱动程序

图3.8 正确安装驱动之后的设备管理器信息

基本测试

在正确安装好驱动程序之后，即可开始进行基本测试和数据采集系统的开发。在光盘的lib文件夹中有用于Smacq USB系列数据采集卡开发的库文件及头文件。在daqus文件夹中包含依据库文件做好的供LabVIEW直接调用的vi文件。库函数和LabVIEW Driver在后文中将根据对应的功能做详细介绍。

基本测试是指用我们提供的测试例程来启动数据采集卡的采集功能，以验证采集卡的功能是否正常。

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第4章 模拟输入

USB系列数据采集卡的模拟输入通道有8通道和16通道两种，采样率从1MS/s到100kS/s，分辨率从16-bit到12-bit，输入电压范围为±10V或±1V，有各通道同步和通道复用的，具体型号对应的参数请参考第6章内容。

硬件原理结构图

USB-4000系列数据采集卡，是各通道同步产品，每一个模拟输入通道具备独立的AD转换单元，并且每个AD转换单元都使用同一个时钟源，其硬件原理结构图如图4.1所示。

AI 0

DATA 0

AI 1

DATA 1

AI n

USB-2000和USB-1000系列数据采集卡，是通道复用产品，每个模拟通道经过一个复用器输入到AD转换单元，其硬件原理结构图如图4.2所示。

……

图4.1 USB-4000系列数据采集卡模拟通道原理结构图

……

……

……

DATA n

……

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DATA

接线端口

模拟输入通道用AI n来表示，n代表通道号，AI 0为通道0，AI 1为通道1，以此类推。 模拟输入通道接线端口示意图如图4.3所示，其中AI n为模拟信号输入端口，GND为信号地输入端口。

LabVIEW Driver使用说明

在daqus文件夹中，有一系列操作USB系列数据采集卡所有功能的vi程序，本节将对模拟输入相关的vi程序作详细说明。

在example文件夹中有例程可供参考。

图4.2 USB-2000/1000系列数据采集卡模拟通道原理结构图

图4.3 模拟输入通道接线端口示意图

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打开硬件，建立计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接。

CloseDevice.vi

关闭硬件，断开计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接，与OpenDevice.vi对应使用。

SetSampleRate.vi

设置模拟采集采样率。

SampleRate： 无符号长整型参数，模拟输入通道的采样率。对于USB-4000系列数据采

集卡，该参数指每通道的采样率。对于USB-2000和USB-1000系列数据采集卡，该参数是指所有使用的通道来均分此参数，例如设置1MS/s的采样率，打开了5个通道，即每通道采样率为200kS/s。

SetAiRange.vi

设置模拟输入通道的量程范围。

Range： 单精度型参数，模拟输入通道量程值，以V为单位。例如输入10，表示量程

设置为±10V。可以设置的量程范围根据不同的型号略有不同，详细内容请参考第6章。

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设置模拟采样的触发源。

TrigSource： 无符号字节型参数，0表示设置为软件触发，1~8分别表示触发源为数字

输入通道0~7。当以数字输入通道为触发源时，高电平表示已触发。

SetSoftTrig.vi

设置软件触发的触发开关。 SoftTrig：

布尔型参数，软件触发开关。当输入True时，打开软件触发；当输入False时，关闭软件触发。

StartRead.vi

设置后台驱动程序开始从USB系列数据采集卡中读取到内存的缓存空间中，执行该vi程序后，从采集卡中读数的过程无需再由用户程序干预，后台驱动程序将自动执行，以保证采集卡硬件缓存不会溢出。

StopRead.vi

设置后台驱动程序停止从USB系列数据采集卡中读取数据，与StartRead.vi对应使用。

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GetSingleAiChan.vi

读取单个通道的模拟采样数据。

PtsToRead： 无符号长整型参数，需要读取采样点数。 ChanSel： TimeOut：

整型参数，选择需要读取的通道。

长整型参数，设置读取函数超时时间。在该时间内没有读到指定数量的数据，则退出函数。

Data：

单精度一维数组，读取到指定通道及数量的模拟采样数据。

GetMultiAiChans.vi

读取多个通道的模拟采集数据。

PtsToRead： 无符号长整型参数，每通道读取采样点数。 ChansSel： TimeOut：

簇参数，选择需要读取的通道。

长整型参数，设置读取函数超时时间。在该时间内没有读到指定数量的数据，则退出函数。

Data：

单精度二位数组，读取到指定通道及数量的模拟采样数据。

ClearBufs.vi

设置清空板载缓存及内存空间的缓存数据。